预应力张拉质量保证(推荐8篇)
(1) 大吨位张拉前,应对锚索进行单根钢绞线预紧,使锚索各钢铰线受力均匀;
(2) 张拉分为3到5级进行,每级张拉稳压大于2min,如张拉过程中有异常情况,可延迟稳定时间。达到设计吨位后持续稳压10~20min方可锁定。
(3) 张拉时采用应力控制及伸值校核的操作方法控制。当实际伸长值大于计算伸长值10%时,应停止张拉,查明原因,在采取措施后,方可继续张拉;
(4) 对施工过程中发现有问题的锚索,监理工程师应督促施工单位按要求进行处理,并采取二次张拉或补偿张拉;
(5) 张拉施工应与监测同时进行,监理工程师应密切关注监测结果的发展、变化的规律,防止意外发生;
1 钢绞线的敷设、张拉、管道压浆等预应力的质量控制
1.1 预应力施工准备阶段
钢绞线必须符合设计要求,钢绞线进场须有生产厂家合格证书,按试验室作钢绞线的最大负荷、屈服负荷、伸长率、弹性模量检测,作为监理依据。合格的钢绞线系上标签放在棚内存放台上,存放台高于地面50 cm以上。
1)检验钢绞线开盘:
将成捆钢绞线竖向放入开盘器中,将钢绞线自盘的中心抽出,钢绞线下料台面须光洁卫生,不得使钢绞线受到磨损。
2)检验钢绞线的下料:
下料长须计算确定,钢绞线只准用砂轮切割机切割。
钢束长度=钢束通过的孔道长度+(工作锚高度+限位板厚度+千斤顶长度+工具锚高度+预留长度)×2(两端张拉×2)。
其中,预留长度一般为15 cm~20 cm。
3)检查钢绞线编束:
钢绞线分别用其锚环作为梳理工具,将一束钢绞线由一端开始向另一端梳理,使其平行顺直,自一端开始每距1 m用20号扎丝绑扎一道,待全长绑扎完即成钢束。将编好的钢束挂牌分别放在存放台上并及时入孔张拉。
扁钢束用特制扁束梳理器,扁束操作工艺同上。
4)钢束成孔:
钢绞线钢束根据设计要求的波纹管成孔,波纹管扁管钢带厚度应满足规范及施工要求。
1.2 预应力张拉前准备工作的检验
1)检查锚垫板和钢绞线上的污物、锈蚀;对锚环、夹片做硬度检查;检查张拉顺序号是否写在锚垫板上;检查千斤顶校正报告;预应力施工检测流程。
2)检查张拉端的钢绞线是否理顺,严禁交叉→装工作锚环和夹片→装限位板:限位板上的每一个孔对准相应的钢绞线和锚卡环小孔后,使限位板紧贴锚环、无缝→装千斤顶:钢束穿过穿心千斤顶的孔道,千斤顶紧贴限位板使千斤顶、限位板、锚环、锚垫板都在同一中心线上(即四对中)→装工具锚环、夹片。
3)检查张拉现场安全措施的落实,是否设有明显的警告标志或绳索阻挡,工作人员戴防护面罩。非工作人员不得进入,千斤顶对面严禁站人。
1.3 预应力张拉
1)张拉控制应力(σcon)严格按设计图纸及规范要求进行施工。
2)张拉程序:0→初应力(10%σcon )→20%σcon→50%σcon→80%σcon→100%σcon→锚固持荷2 min。
3)两端张拉,规定联络信号,行动统一,规范操作→初应力停拉,记录张拉缸行程,作为测算实际伸长值的起点数→张拉缸继续进油分级张拉,达到100%σcon 后持荷2 min,核对伸长值与理论伸长值在±6%范围内即符合规范要求,否则应停止张拉,分析原因,采取措施后再张拉。达到张拉控制应力时先一端锚固后,另一端补足张拉控制应力后再锚固,千斤顶回油即锚固;当钢束伸长值大于千斤顶行程时应分次锚固,千斤顶回油后再张拉至达到张拉控制应力后锚固。钢绞线张拉锚具回缩量的量测应在达到100%σcon 持荷2 min后关闭油阀时量测。
1.4 断丝、滑丝的处理
施工过程中,由于操作失误或千斤顶压力不准确或锚具安装误差、夹片质量差等原因,有时会发生断丝和滑丝的情况,当断丝或滑丝数不超过规范值时,可采用超张拉方式补足应力,若超过规范值必须卸锚,更换钢束。对此处理时必须慎重,必须保证质量和安全。
1)补足应力处理:
根据断丝数确定应力损失值,通过提高其他钢丝应力补足断丝造成的应力损失,但在任何情况下都不得使钢绞线应力达到0.8Rb,否则必须更换钢束。
2)更换钢束的处理方法:
a.丝束放松。将千斤顶按张拉状态装好,并将钢丝在夹盘内楔紧。一端张拉,当钢丝受力伸长时,锚塞稍被带出。这时立即用钢钎卡住锚塞螺纹(钢钎可用5 mm的钢丝、端部磨尖制成,长20 cm~30 cm)。然后主缸缓慢回油,钢丝内缩,锚塞因被卡住而不能与钢丝同时内缩。如千斤顶行程不够可如此反复进行至锚塞退出为止。然后拉出钢丝束更换新的钢丝束和锚具。b.单根滑丝单根补拉。将滑进的钢丝楔紧在卡盘上,张拉达到应力后顶压楔紧。c.人工滑丝放松钢丝束。安装好千斤顶并楔紧各根钢丝。在钢丝束的一端张拉到钢丝的控制应力仍拉不出锚塞时,打掉一个千斤顶卡盘上钢丝的楔子,迫使1根~2根钢丝产生抽丝。这时锚塞与锚圈的锚固力就减少了,再次张拉锚塞就容易拉出。
2 预应力钢绞线张拉完后应尽快进行孔道压浆
预应力管道压浆工作在后张预应力构件中起着举足轻重的作用:防止预应力钢材锈蚀;使预应力钢材与混凝土有效粘结,实现整体应力效果,增强梁体的承载能力;减轻锚固体系的负荷。因此必须高度重视压浆质量。 要求压入孔道内的水泥浆在结硬后应有可靠的紧密性,能起到预应力筋的防护作用,同时也要具备一定的粘结强度和剪切强度,以便将预应力有效的传递给周围的混凝土。在以往的工程实践中,由于施工人员对孔道压浆的工艺和材料质量未给予足够的重视,导致预应力筋过早生锈,降低结构耐久性。要想使压浆工作成功,必须做到以下几点:
1)孔道压浆按JTJ 041-2000中12.1后张孔道压浆、土木工程技术规范的要求施工。2)水泥、水、外加剂和压浆设备符合规范要求。3)水泥浆的水灰比、泌水率、膨胀率和稠度等指标符合规范要求。灰浆要具有较好的稠度,水灰比控制在0.4~0.45,每次调制的水泥浆应在30 min内用完,浆筒内的灰浆必须不断的低速搅拌。水泥颗粒要细,有块的严禁使用,出浆口处应过筛,以保证能顺利的压入孔道。4)压浆前检查孔道是否畅通,压浆顺序正确。按孔道由低向高的顺序进行,严格控制压浆压力和速度(可采用真空压浆技术)。压浆过程中及压浆后48 h内结构混凝土温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。当气温高于35℃时,压浆应在夜间进行。5)压浆时每一工作班应留取三组试件,填写压浆施工记录。6)每次压浆结束,应立即对机具、阀门进行冲洗。7)锚具压浆后应将其周围冲洗干净,梁端凿毛,安装堵头板;非连续端进行钢筋绑扎后浇封锚混凝土。
摘要:指出预应力钢绞线的张拉施工是后张预应力箱梁施工中的关键技术,分析了预应力钢绞线张拉前的准备工作及张拉程序,总结了预应力钢绞线张拉完成后的相应工作,从而为预应力箱梁张拉施工积累经验。
关键词:预应力,钢绞线,张拉,质量控制
参考文献
【关键词】桥梁施工;预应力钢绞线 ;张拉;质量控制
0.前言
目前,预应力混凝土采用高强钢绞线在桥梁工程中应用非常普遍,钢绞线已成为预应力材料的首选材料。预应力钢绞线的张拉施工作为后张预应力桥梁施工中的关键技术,对控制桥梁的质量起着至关重要的作用。本文结合工程实例,对在桥梁施工中预应力钢绞线张拉质量控制进行了探讨,以供类似工程参考。
1.工程概况
海南某高架桥长218.28m,其主体结构为预应力砼连续箱梁,桥梁中段位于R=45m的圆曲线上,跨径为20-30m。桥梁结构采用单箱六室直腹板箱形截面,截面呈盆形,梁高1.6m,3中腹板厚50cm,2边腹板厚50-100cm,顶板厚25cm,底板厚25cm(第一联)、22cm(第二联)。两侧斜板宽2.5-5.5m,箱内支墩处加设横隔梁,跨间设横隔板,以加强箱梁抗扭刚度。箱梁纵向预应力钢束采用15-?准j15.24、12-?准j15.24和7-?准j15.24 高强度低松驰钢绞线。箱梁横梁预应力采用19-?准j15.24、15-?准j15.24、12-?准j15.24高强度低松驰钢绞线。预应力钢束孔道采用C40水泥浆灌浆。
2.预应力钢绞线参数指标及张拉顺序、控制
钢绞线采用标准强度为1860MPa,横梁锚下控制应力1395MPa,纵梁锚下控制应力为1339MPa。
2.1张拉顺序
拟订张拉顺序为:①0#台横梁先张拉锚下控制应力的50%;②1#墩横梁先张拉锚下控制应力的50%;③2#墩横梁先张拉锚下控制应力的50%;④3#墩横梁先张拉锚下控制应力的50%;⑤纵向张拉先从两侧边梁对称张拉;⑥顶板纵向束;⑦底板纵向束;⑧1~2# 墩的底板局部纵向束;⑨张拉剩余横梁束。
2.2张拉控制
(1)当砼的强度大于设计强度的80%时方可开始张拉A横梁:横梁的锚下控制应力为0.75Ry(即0.75×1860MPa=1395MPa)
故:19-7Φ5 的锚下张拉控制力为1395×140×19=3710700N
12-7Φ5 的锚下张拉控制力为1395×140×12=2343600N
0#横梁先张拉两束N1束,1#、2# 横梁先张拉全部N1束,3#横梁先张拉5束N2束和3束N1束:待纵梁预应力施加完毕后补张拉剩余预应力束。
B纵梁:纵梁的锚下控制应力为0.72Ry(即0.72×1860MPa=1339.2MPa)
故:15-7Φ5的锚下张拉力为1339.2×140×15=2812320N.
12-7Φ5的锚下张拉力为1339.2×140×12=2249856N.
7-7Φ5的锚下张拉力为1339.2×140×7=1312416N.
(2)除7-7Φ5的初应力值为锚下控制应力的20%外,其余预应力束的初应力值均为锚下控制应力的15%。
即:A 横梁:19-7Φ5的初张拉力为3710700×15%=556605N.
12-7Φ5的初张拉力为2343600×15%=351540N.
B 纵梁:15-7Φ5的初张拉力为281230×15%=421848N.
12-7Φ5的初张拉力为2249856×15%=337478N.
7-7Φ5的初张拉力为1312416×20%=262483N.
(3)预应力张拉采用锚下应力控制,以钢绞线的实际伸长量进行校核实际伸长量与理论伸长量的误差应控制在±6%以内,实际伸长量△L=△L1+△L2(其中△L1 为初应力至锚下张拉制力时的实际伸长量,△L2 为初应力时的理论伸长量)。
(4)张拉程序:0→15%σk(初应力)→103%σk(持荷5min)→100%σk(锚固)
3.影响张拉质量的主要因素及解决方法
3.1实际钢绞线下料长度与理论长度不一致
钢绞线的实际长度与理论长度不一致,直接导致了理论伸长值的偏差,从而影响到张拉的合格率;应考虑到桥梁为小半径曲线预应力张拉,各个纵梁间的理论伸长值都不一致。重新计算伸长量,对原有纵梁钢绞线伸长量修正。
3.2钢绞线的直径误差影响质量
钢绞线的直径误差直接影响张拉质量,不同厂家其钢绞线的直径、质量等都有细微的差别。本工程在钢绞线的定购中,选用了品牌效益好,质量好的知名厂家生产的钢绞线,并在钢绞线运到现场时,对其进行现场抽检,待其检验结果合格后方投入使用。
3.3实际摩擦系数影响
钢绞线在运输及加工过程中都会造成或多或少的磨损,且波纹管内有杂质或出现漏浆等都会提高或减少张拉过程中的摩擦系数,从而影响整个张拉质量。本工程在钢绞线的存放过程中,采用防水帆布覆盖钢绞线,并放置在地势高的地方,下垫枕木,防止雨水淋湿,导致钢绞线生锈;在钢绞线使用过程中,在场地上铺木板,防止在拖动过程中,对钢绞线造成磨损。波纹管安装前详细检查,确保管内无杂质,波纹管无损伤;在波纹管及钢绞线安装完,澆筑箱梁前,对波纹管进行全面检查,对受到损伤的波纹管进行修补;浇筑砼箱梁时,对振捣人员进行交底,振动棒进行振捣时不得碰撞波纹管,防止损伤波纹管,造成漏浆。
3.4张拉设备影响
张拉前对张拉设备进行全面检查,确保设备正常工作,并把千斤顶送到检测中心进行标定,在千斤顶张拉达到200次后,重新对该千斤顶进行标定。现场施工人员在记录数据的同时,应关注张拉设备的工作情况,如出现设备异常,应停止张拉,重新检查设备。
3.5钢绞线纵横位置发生冲突时的位置调整当钢绞线纵横位置发生冲突时,应调整非主要受力钢绞线,尽量较少位移,以避免较大的影响
3.6波纹管位置误差
波纹管位置由定位钢筋确定,在弯曲度较大处加密定位钢筋,安装完成后重新检查调整波纹管位置,尽量减少误差。
4.张拉注意事项
(1)钢绞线张拉前应进行箱梁砼试块抗压试验,当砼强度达到设计强度的80%以上时方可进行张拉。(2)钢绞线张拉前应全面检查锚具、千斤顶及油泵等张拉设备的性能、型号、数量等是否附合设计和施工要求。特别是千斤顶要与油泵、油压表、油管等一起进行配套标定。(3)千斤顶给油、回油工序必须缓慢平稳的进行,防止出现滑断丝现象。钢绞线张拉后及时对其作画线标记并进行定期观测。两头张拉时,油压表的加压及回油应同步进行,且尽量保证在加压过程中的加压速率相同。(4)张拉现场应有明显标志,与该工作无关的人员严禁入内。张拉或退楔时,千斤顶后面不得站人,以防预应力钢绞线拉断或锚具、楔块弹出伤人。(5)已张拉好而尚未压浆的梁,严禁剧烈震动,以防预应力钢绞线裂断而酿成重大事故。
5.结语
(1)现象:在进行压桩工序时,桩身如果突然倾斜错位,而桩尖处土质无特殊变化,贯入度却突然加大,施压油缸的油压表计显示突然下降,机台晃动亚种,这时可能就发生桩身断裂的质量问题
(2)原因:① 桩身加工的弯曲度超过规范规定,桩尖偏离桩的纵轴线较过大,压桩过程中桩体倾斜或弯曲;② 桩入土后,遇到坚硬障碍物(岩石、旧埋设物),把桩尖挤到一侧;⑧ 插桩本身不垂直,在压入某深度后,用移机方法来纠正,使桩体产生弯折;④ 多段桩施工时,相连接的两段桩不在同轴线位置上,焊接后产生弯曲;⑤ 桩材混凝土强度不达标,在堆放、吊运准备工作中已经产生裂纹或断裂而没被发现,
(3)预防措施: 施工前应该清理干净桩位下的障碍物,必要时应该对每个桩位用针探检查;②加强桩材检查,如果桩身弯曲超过规定(L/1Oo0且<20mm)或者桩尖不在桩纵轴线上不能使用;③在插桩施工中已经发现桩身不垂直就立即纠正,桩压入一定深度后若发生严重倾斜.不能采用移机方法处理。接桩时要保证上下两段桩在同轴线上.端面间隙应该加垫铁片并塞牢;④ 桩的堆放和吊运应严格执行规范规定,若桩身出现裂缝且超过验收标准必须严禁使用。
2 桩顶损坏
(1)现象:在沉桩过程中,桩顶出现损坏。
(2)原因:① 桩材混凝土配合比不好,施工中控制不严格,养护做的不好;② 桩顶端面不平整,导致桩顶端面与桩轴线之间不垂直;③桩顶与送桩杆的接触部位不整齐,送桩时导致桩顶端面局部应力集中而损坏。
(3)预防措施:① 制作桩体时,离心要均匀,桩顶加密箍筋要确保位置准确,并按规范养护;② 沉桩前必须检查桩顶是否有凹凸的现象,保证端面垂直于轴线,桩尖不得偏斜,若不符合规范要求严禁使用,或经过必要修补处理合格后才能使用;③ 检查送桩杆与桩身的接触面平整度,如不平整必须进行相关处理才能使用,
3 桩位偏移
(1)现象:在静力压桩过程中,相邻桩身产生横向位移过大或桩身上浮
(2)原因:①桩进入土层后,可能遇到大块坚硬的岩石,将桩尖挤到一侧;② 多段桩施工时,相接的两段桩轴线不一致,焊接后管桩整体弯曲;⑧ 桩基数量过多且桩距不大,静力压桩时土层被挤压到极限后必然向上隆起,相邻的桩被拔起;④ 在软土地基场地中施压密集群桩时. 由于压桩引起的超孔隙水压力过大将相邻的桩体推向一侧或起浮。
(3)预防措施:①静力压桩前要先将桩位下的岩石等障碍物清除干净,加强桩身外观检查,如果发现桩身以及弯曲(超限)或桩尖与桩纵轴线不统一;②在压桩过程中,如果发现桩身不垂直要立即纠正.接桩时要保证上下相连接的两段桩在同一竖直轴线上,进行焊接要严格执行规范要求;③采用井点降水、盲沟或砂井等降排水措施;( 压桩期间不能进行基坑开挖。要待全部桩基压完.停置半月后再开挖。
4 沉桩未设计标高
(1)现象:沉桩压力已经达到甚至超过设计值,而桩尖未到达设计的标高位置
(2)原因:① 未能勘察清楚工程地质情况,持力层的范围不明确.使设计考虑的持力层和桩尖标高选择有错误;② 局部有坚硬岩石夹层;( 施工中遇到地下障碍物(岩石、旧埋设物);( 群桩的挤土效应造成桩基的入土阻力加大;⑤桩机压力太小。
众所周知, 后张预应力张拉锚固体系是有锚具和预应力钢筋组合而成, 缺一不可。若两者结合和匹配达到最佳状态, 其锚固性能就能达到国家标准GB/T14370中规定的一类锚具要求。就目前国内用量最大的逐根独立锚固的夹片式锚具而言, 要都能满足这一要求还是有相当距离的, 在现实中要做到锚具与钢绞线两者最佳状态的组合好匹配时有很大难度的。由于我国锚具和钢绞线生产的总体水平不高, 同时生产厂家众多, 生产技术水平的差异, 原材料的来源不同和质量不稳定, 因此其产品规格、尺寸、生产工艺和性能指标等做不到完全统一, 而导致产品质量有较大的差异, 从而增加了许多影响锚具锚固性能指标的不确定因素。
以往总认为, 锚具的锚固性能检验一旦不合格, 主要归咎于锚具的质量不行, 只从锚具方面找原因, 而忽略了钢绞线对锚具锚固性能的影响, 这是片面的。试验证明两方面因素都有, 而且有时钢绞线的影响也很突出。
当然, 锚具对后张预应力桥梁结构来说是生命线部件, 是直接影响到桥梁结构有效预应力的建立和桥梁寿命的重要因素。
1 影响锚具质量的主要因素
1.1 材料的选用
材料是锚具产品质量的源头, 材料的优劣对锚夹片的影响较大, 即使同一钢号, 生产厂家不同材质差别很大, 而导致锚具生产质量不稳定。
1.2 锚具的技术含量很高, 生产者必须有资质
不同品种锚具的规格、尺寸和夹片的形式、尺寸、角度、齿形等技术参数都是由设计确定的, 技术含量很高, 不可随意生产, 必须按设计图纸要求加工, 生产锚具必须有资质。
1.3 锚夹片的热处理工艺和硬度指标
热处理的目的是为了提高锚具零件的硬度, 由于热处理工艺的不同, 再加之材料选用的差别大, 热处理时锚具夹片硬度影响随之增大。国家标准G B/T 1 4 3 70对锚夹片的硬度只规定了要检查和抽样比例, 但对具体硬度指标未做具体规定。
2 影响夹片式锚具锚固性能的综合因素
2.1 钢绞线对夹片式锚具的影响
(1) 钢绞线强度的影响。独立锚固的夹片式锚具是按钢绞线极限强度1860MPa计算的承载力设计的, 而目前钢绞线极限强度普遍在1960MPa~2000MPa之间, 其屈服强度已接近1860 MPa, 而往往钢绞线的延伸率很难测定, 导致钢绞线在夹片切口处容易被剪断。
(2) 钢绞线的表面硬度影响。通常情况下, 钢绞线强度在1860MPa~1900MPa范围内, 而表面硬度为HRC44~48左右, 夹片设计硬度为HRC58~64 (亦有用HRA标尺, 根据硬度不同而采用不同的标尺进行测试, 换算关系为60HRA≈20HRC) , 两者硬度之差≥HRC10以上, 其组合与匹配最佳。若夹片的硬度达不到设计要求, 两者硬度差。
(3) 钢绞线直径的影响。国家标准GB/T5224对钢绞线的公称直径都明确规定了允许偏差。而夹片锚具的夹片内孔直径尺寸、夹片的锥形角度和锚环内的内孔锥形角度等均按钢绞线的公称直径尺寸设计的。如果都能满足设计要求, 锚具零件组装后再预应力受力过程中, 其组装零件之间的内摩擦角达到平衡状态, 而产生良好的自锚能力。若钢绞线直径超过允许偏差太多, 将会破坏这个平衡。而目前钢绞线大部分超标, 且都是正偏差, 显然对夹片式锚具的锚固性能构成严重影响。
2.2 锚具本身质量对其锚固性能的影响
(1) 锚具锚孔的锥度尺寸和夹片角度尺寸的配合。锚孔的锥度 (角度) 尺寸和夹片角度尺寸的加工过程是技术含量比较高的过程, 若达不到设计要求或超出误差范围, 其组合与匹配将达不到最佳状态, 不仅影响自锚能力, 其锚固性能肯定达不到, 而且这个误差很难发现。
(2) 锚夹片的硬度对锚固性能的影响。
(1) 夹片硬度的影响。目前夹片硬度的生产控制范围为HRC58~64, 若达不到设计硬度指标, 则很难锚住。但也不能再提高, 否则夹片会开裂甚至碎掉。
(2) 锚板硬度的影响, 目前锚板硬度生产控制范围为HRC17~30, 且有一种降低硬度要求的趋势, 设置对锚板不热处理, 但不可取消硬度指标的要求。
2.3 安装工艺的影响和初张力的选择
安装工艺十分重要, 主要在: (1) 不管是二片或三片式夹片, 安装时夹片间隙必须均匀, 而且必须采用专用工具敲击紧, 否则将会引起夹片跟进不一; (2) 为保证预应力束的每根预应力筋的受力均匀, 须采取不小于10%的张拉力对每根筋进行预紧, 特别是对预应力筋多的预应力束要反复调整, 防止不均匀受力中的受力大的预应力筋提前拉断; (3) 实施时初张力不得小于20%, 初张力过小很难锚住, 容易引起预应力筋不均匀滑移, 导致受力不均匀。
因此, 由上可知, 为了使预应力张拉锚固体系达到最完美的理想状态, 必须严格控制各影响因素的质量标准, 概括起来务求做好以下几点: (1) 锚具质量控制, 首先生产要有资质, 严重按国家标准检测、审核; (2) 掌握好锚夹片的硬度控制范围; (3) 钢绞线的极限强度上限要限制, 强度等级1860MPa的钢绞线极限强度的上限不能大于1950MPa。
3 钢绞线张拉常见故障分析与预控措施
3.1 工程实施过程中, 钢绞线张拉常见的故障有断丝、滑丝、回缩等现象
常见故障产生的原因有: (1) 断丝。断丝的发生时下列一种或几种原因的联合作用: (1) 夹片硬度过大, 纹路不均, 使某根钢丝断面受损严重; (2) 预应力管道摩阻力过大, 钢丝受力不均; (3) 钢丝本身存在缺陷。 (2) 滑丝。有两方面的原因: (1) 夹片硬度过小, 纹路不均, 使某根钢丝受挤压力不足; (2) 钢丝直径不均, 偏小。 (3) 回缩。是由于: (1) 夹片的硬度不足; (2) 夹片的纹路尖度不足, 纹理过浅; (3) 夹片外壁及锚环内壁光洁度不足, 摩擦力过大, 导致挤压力不足。
3.2 预防措施
(1) 保持预应力管道的顺畅, 减少摩阻力; (2) 选用质量合格的锚具, 使用前检查并剔除不合格的锚环和夹片; (3) 若锚环与夹片接触面较粗糙, 涂抹黄油等润滑剂可有效减小摩擦力; (4) 钢绞线与夹片的硬度, 合理设定两者的相对硬度是维持咬合力的基础。
4 结语
不言而喻, 预应力钢绞线的张拉锚固体系是一项集多行业、多相关工种技术复杂、工艺严密的综合性系统工程。只有严格按照国家有关质量标准, 严格遵循相关工序操作规程、规范, 并不断深入地试验、研究, 增强技术含量、量化有关技术指标, 确定各有关质量标准, 从而达到各相关因素的最佳状态组合, 并在实践中不断地总结提高, 以促进桥梁工程事业的飞速发展。
摘要:本文基于笔者多年从事桥梁工程施工的相关工作经验, 基于实践探讨了预应力张拉锚固体系质量控制及常见故障分析的相关经验, 相信对从事相关工作的同行有所裨益。
关键词:预应力张拉缺陷;钢绞线;连接器;限位器;锚垫板;混凝土
中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)05-0085-03
1 工程概况
某现浇箱梁为纵横向双向体内预应力体系,均采用钢绞线束,横向预应力体系为4Фs15.2;中横梁处为16Фs15.2,端横梁处为12Фs15.2;纵向预应力体系采用12Фs15.2、19Фs15.2两种。
纵向束的张拉采用一端锚固、一端张拉的方式进行,采用穿心式大吨位千斤顶整体张拉,并用连接器接长。横向预应力束非张拉端采用H型锚具,张拉端采用BM15-4H型锚具,采用YCN-25型穿心式千斤顶逐根张拉。
2 常见质量缺陷处理
2.1 连接器脱落
2.1.1 原因分析。一是工作夹片的丝牙加工可能存在缺陷,导致夹片与钢绞线的握裹力较差,最终造成连接器脱落。二是极少数夹片与锚板由于加工时的一些小误差,造成了安装时相互之间的匹配性不好,给预应力施工造成了一些隐患。三是由于作业人员责任心不强、技术不熟练,连接器在安装时没有和锚垫板贴紧就安装工作夹片,从而造成连接器和锚垫板之间有个楔形缝隙;工作夹片是两瓣组成的,在安装时没有打齐形成错台,在张拉时夹片没有全部跟进。
2.1.2 处理方法。组织人员对已张拉完的孔道进行了压浆。待浆体强度达到要求后,将连接器处混凝土全部凿开检查挤压锚的外观质量,将损坏的挤压锚换掉。
由于拉脱以后前一孔钢绞线被磨损严重,直径偏小,所以重新加工一个连接器并增加一块限位板,该连接器的孔眼直径比设计直径小1mm。连接器和限位板通过三个螺丝对工作夹片进行固定。
将前一孔张拉好的钢绞线用清水冲洗干净,再将凿毛产生的垃圾清理干净,把连接器锥孔和工作夹片均匀涂抹一层洁净的柴油,然后安装好工作夹片并用打紧器打紧,把限位器和连接器通过三个螺栓固定在一起对工作锚进行限位。
将这孔钢绞线重新换成新的挤压后的钢绞线,安装在连接器上,用铁丝扎紧,将原梁体割断的钢筋按规范要求重新焊接,焊接时用薄铁皮遮盖住钢绞线,防止焊渣对钢绞线造成损伤。
在张拉端用25t千斤顶逐根张拉到10%将所有的钢绞线拉紧,然后用套筒扳手将三个螺栓再拧紧一次,最后改用250t千斤顶整体张拉到100%。千斤顶在进油时必须缓慢,并按照每5个MPa分级加载。张拉过程中及时测量钢绞线伸长量。
张拉结束后松顶,但千斤顶暂时不用退出,先静置2h观察整个预应力体系的锚固情况,等无任何异常情况后再将千斤顶退出。千斤顶退出后工作端钢绞线暂时不要切割,先进行封锚。
在连接器处凿除部位纵横向均增加一定的钢筋进行加密补强,重新浇筑C50混凝土,在浇筑混凝土前将出浆管安装好;混凝土浇筑时需用钢筋进行插捣以保证混凝土的密实。
等新浇筑的混凝土终凝后,及时地从张拉端的进浆口进行正常的压浆。
2.1.3 预防措施。增加钢绞线与夹片静载锚固性能力学实验和夹片与锚板的硬度抽检频率,特别是硬度试验在原规范的基础上再增加10%的频率抽检。
对预应力施工人员反复交底,增加工人的责任心和提高工作技能;同时对工程技术人员加强培训,在施工过程中加强监督。
张拉时提前用25t穿心顶进行10%的预拉,保证所有钢绞线均匀受力后再用250t千斤顶整体
张拉。
2.2 扁锚钢绞线断丝
2.2.1 原因分析。出现钢绞线断丝基本由两个原因造成,一是25t千斤顶顶部限位装置由于长时间使用而磨损,造成限位槽偏浅,导致张拉时工作夹片伸出量不足,从而使夹片丝牙损伤钢绞线,形成钢绞线“剥皮”现象;二是由于锚垫板孔内进浆,工作锚安装完成后,钢绞线不能顺畅通过锥孔,存在折角,张拉时钢绞线受力不均匀。
2.2.2 处理方法。先将要处理束附近已经张拉完成的钢束进行压浆。待浆体强度达到设计强度后,采用退锚器将工作夹片和锚具退掉。然后将锚垫板处混凝土凿除,为了方便锚具安装及钢绞线张拉,凿除宽度为锚垫板宽度加上10cm,凿除长度为锚垫板长度加上工作锚长度再加上20cm的钢绞线工作长度。将混凝土残渣清理干净,重新安装锚垫板,在锚垫板后安装三层“井”字型抗裂钢筋网片,然后等强度补强梁体割除的钢筋。最后在锚垫板端部安装用竹胶板制作的模板封堵,梁体混凝土凿除部分用ZGM-201型支座砂浆填充,该材料流动性好,7天能达到45MPa,28天强度为60MPa。
等砂浆强度达到张拉要求后,在25t穿心顶顶部安装定制的限位装置进行张拉施工,张拉时每5MPa为一级进行加载,直至张拉到设计张拉力。
2.2.3 预防措施。定期检查千斤顶端部的限位槽深度,如果深度小于3mm,需要更换限位装置后再进行张拉施工。
混凝土浇筑前,仔细检查锚垫板的安装质量,锚垫板端口用棉纱封堵,防止锚垫板进浆,造成钢绞线线形存在折点,导致张拉时钢绞线受力不均匀。
2.3 张拉端混凝土劈裂
2.3.1 原因分析。箱梁尾跨腹板纵向W3束和端横梁横向束的张拉槽大概处于同一高度,且横向的张拉槽在纵向锚垫板后面约10cm处,锚垫板以下混凝土比较单薄,造成了纵向束在张拉过程中外侧混凝土出现劈裂。
2.3.2 处理方法。将腹板侧模松开后用25t千斤顶逐根将张拉好的工作夹片松掉。将松散的混凝土凿除;在松散的混凝土凿除完后将混凝土面设置成一定的锯齿块形状。用空压机从出浆口端将混凝土凿除时散落到管道内的垃圾吹干净。
用电钻按照纵向10cm间距设置锚固钢筋孔眼,孔眼要避开预应力管。采用植筋胶将Ф16的钢筋钩植入混凝土,植入深度为15cm,锚固长度15cm。
将纵向预应力管道接长。接长处用剖开的波纹管套住,用土工布或棉纱将管道缝隙处塞实,并用黄胶带包裹严实,防止修补混凝土流入管道。
按照10cm间距增设部分Ф16竖向箍筋和水平筋作为抗裂钢筋网片。
修补高度分两次进行。先安装底部钢束螺旋筋和锚下加强钢筋、锚垫板,再安装端模和侧模,并用钢管及螺旋顶托顶紧,用滑槽浇筑自密实混凝土;等第一次混凝土修补完成后,对混凝土施工缝进行凿毛,再安装顶部钢束螺旋筋和锚下加强钢筋、锚垫板,立模浇筑ZGM-201型支座砂浆进行第二次修补。现场制作一组同条件养护试块,等试块强度达到设计强度后再用回弹仪对实体强度进行检测,两者均满足要求后再进行张拉。
先将端横梁处钢束张拉完后进行压浆,并浇筑槽口混凝土,待浆体和槽口混凝土强度达到90%的强度后再进行张拉纵向钢束。在张拉时应特别注意千斤顶要缓慢进油,确保弯折处钢绞线逐步拉直,使钢绞线每丝受力均匀。
2.3.3 预防措施。张拉施工中,如果出现钢束张拉端纵横交错时,张拉端混凝土薄弱处要等待相邻钢束张拉、压浆并封锚完成且封锚混凝土强度到达设计强度90%后,方可进行张拉作业。同时钢筋绑扎时,对于张拉端混凝土薄弱处应适当地增设架立钢筋及抗裂钢筋网片。
3 结语
现浇箱梁在预应力张拉施工中不断地总结、积累经验,有效预防了张拉施工质量缺陷的发生,可以为后期同类工程中现浇箱梁的预应力张拉施工质量的保证提供一定的参考价值。
参考文献
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[2] 钟伟斌.连续箱梁混凝土及预应力施工的质量控制[J].山西建筑,2004,30(16):148.
摘要:对桥梁工程预应力施工存在的质量问题作了总结,重点对张拉力控制、波纹管与转向器钢管接口处理、钢筋铺设与灌浆等内容进行了介绍,通过分析预应力施工问题,明确质量控制要点,可进一步提升预应力施工水平,保证桥梁工程施工质量。
关键词:预应力技术;桥梁工程;质量控制
0引言
对于桥梁工程施工总体质量,预应力技术的应用起到了非常关键的作用,其技术不仅有助于增强桥梁整体结构的抗渗性、抗裂性及抗滑性,还可从最大程度上降低其主拉应力,促进结构刚度的提升,体现了设计安全、便捷施工等一系列特点。因此加强预应力技术施工问题的探讨,对于保证桥梁工程质量具有重要作用。
1桥梁工程预应力施工存在的质量缺陷
1.1张拉时间问题
在预应力施工过程中,为增强混凝土预应力早期强度,通常会利用早强剂在完成混凝土浇筑后的3d张拉,然后等待其达到适合的强度,但如果混凝土强度过早达到,其会与弹性模量增加不成正比,增加预应力损伤,进而造成桥梁工程承载力不够,引发混凝土裂缝问题,同时经大量工程实践证实,钢筋混凝土的早期施工,若过早使用早强剂,通常很难达到预定的标准规范。
1.2张拉控制问题
在桥梁工程施工过程中,多数施工人员缺少专业施工培训,在对预应力施工的过程中,未按照施工的有关规定进行施工,在张拉力控制上存在的误差较大,不仅对钢筋水泥稳固效应造成影响,甚至还会出现结构崩塌等问题,同时在后张法张拉预应力钢绞线时,其可能会受到管道偏差、弯曲等因素影响,从而出现摩擦力,并且在张拉钢绞线时,在张拉方向上会产生与滑移方向相反的摩擦力,致使张拉质量达不到施工标准,影响后期施工质量,而这种情况下往往需要依靠理论对产生的张拉力进行计算,以达到控制每段伸长值相同的目的。
1.3钢筋及钢筋管道问题
预应力钢绞线在张拉时,应使用两段对称同时张拉的方式,同时在正式张拉前,还要使用15%的张拉力预紧,在确保钢绞线质量检查合格之后,需进行钢绞线下料及穿束,并且在钢绞线下料时,还应结合之前固定好的部位安装,长度必须和张拉规定要求相符,而在钢绞线的穿束中,最好使用单根穿索,这样能避免发生缠绕问题。但目前在桥梁工程预应力施工中,经常会发生钢筋管道堵塞的情况,而出现这种情况主要是因为上述所说的钢绞线张拉要求施工不到位。其次由于部分施工人员自身技术能力的原因,在桥梁工程混凝土浇筑过程中,没有对预应力管道起到保护作用,致使预应力管道出现部分或全部堵塞的问题,从而对预应力钢筋的张拉造成了极大的影响。另外钢筋管道出现堵塞问题,还会影响施工人员判断预应力的理论值与伸长值,对工程施工质量造成负面影响。例如在混凝土浇筑过程中,施工人员如施工技术不规范,其浇筑量就难以达到规范水平,导致钢筋管道堵塞,进而对其实际张力形成严重限制,不仅会增加施工成本,还会延长工程建设工期。
2桥梁工程预应力施工的质量控制
2.1结构参数控制
在预应力桥梁施工中,由于桥梁结构参数的准确性对预应力施工的意义至关重要,因此需加强工程结构参数的控制。首先对于横截面的尺寸,可利用测量数据校正结构尺寸,以对误差进行分析,并且对于在实际施工过程中发生变化的弹性模量,也要加强控制,同时对于热膨胀系统的计算,可通过抽样调查进行测试,但要注意误差控制,提高数据的`真实准确性,特别是对混凝土材料,应控制其化学成分。其次基于越来越大的交通压力,还需加强桥梁荷载参数的计算,并且需在施工前做好桥梁结构参数的准确测量,并进行有效控制,为工程施工的顺利开展打好基础。另外在预应力进行施工时,必须对结构截面所具备的预应力状态加以重视,如果在施工前或施工过程中,发现结构预应力与工程要求具有一定差距时,必须及时对预应力钢束分布进行合理科学的改正,并需再次对结构的横面预应力进行审查,以保证预应力能够达到预期的效果。此外施工人员还需保证预应力体系、预应力锚具、预应力筋等设备、材料的正常使用,需进行多次检查,以对预应力进行科学、合理、有效的设计、分析。
2.2张拉力控制
为防止张拉力失控问题的发生,施工单位应做到以下几点:①施工方应保证所使器具的精准,即对压力表、千斤顶等设备进行定期的校正,同时还应确保预应力钢筋管道没有堵塞,不影响预应力钢筋的张拉;②先张法施工时,施工人员需保证在进行先张法预应力结构的张拉时,混凝土达到设计或相关规定的强度,并且在张拉过程中,要严格遵守张拉程序,控制伸长量及张拉力,遏制出现张拉力太大或者太小的情况,并且施工人员必须按照钢筋管道安装规范进行操作,并精确进行钢筋管道位置的定位,以防施工中发生钢筋管道损坏问题。③先张法的施工一定要等待混凝土达到所规定的强度后,才可继续进行下一步工序,而使用后张法施工时,要保证在进行张拉操作后的24h之内注浆。④在预应力混凝土空心板先张法施工中,应注意台座、张拉机具和夹具及先张法张拉工艺等可能引起预应力损失的因素。其中,台座是主要的承力构件,其须具有足够的强度和刚度,确保不因台座自身的变形、位移等原因而引起桥梁预应力的损失;其次张拉预应力钢筋主要使用千斤顶进行张拉,待张拉强度达到设计要求后,需用锚固夹具将顶力筋直接锚固于横梁之上,然后对预应力钢筋分阶段、对称、相互交错地放张,以确保预应力混凝土空心板不会产生弯曲、裂纹及预应力钢筋断裂等现象。
2.3波纹管与转向器钢管接口处理
在波纹管安装前,转向器钢管的两端应分别套一个长度为200mm、内径150mm的PVC波纹管,然后再安装内径的波纹管,同时包裹钢绞线的波纹管外径应为105mm,但要注意内径较大的波纹管,应把钢管和内径较小的波纹管套在一起,之后由内径较大波纹管两端向内部喷射高强度化学膨胀剂,同时采用两个铁环套,以在内径较大波纹管两端进行固定,最后需在内径较大的波纹管两端涂抹一层高强度植筋胶,从而保证波纹管的安装质量。
2.4钢筋铺设与灌浆
在桥梁工程预应力施工过程中,不仅要分析预应力钢筋分布情况,还要分析预应力钢筋的整个应力系统,同时为避免预应力施工中出现损失过大的问题,在正式施工之前需进行材料检测,严格控制相关工序的质量,同时在进行钢筋铺设时,需先确保管道的曲线形状,接着确定预埋管道控制点,以确保预埋管道控制点的牢固性,与此同时,还应做好相应的防护措施,确保施工过程中波纹管道不会受到损伤。其次在预应力技术施工中,应精确设计计量,确保预应力钢筋伸缩长度与设计要求相符,并且在灌浆过程中,不仅要检查灌浆设备,还应重点检查施工效果,以防出现不良情况,同时还要严格控制压浆中的用水量,施工中应使浆料流动性始终处在平稳的状态。另外在浆液的搅拌中,也要按照设计要求进行配合比设置,如配比出现失误,可能会引发水泥浆质量问题,进而影响工程进度。
2.5钢绞线下料与穿索
在预应力施工过程中,通常会用到固定板与钢管进行注浆,在注浆过程中由于会产生部分黏结现象,所以下料时应利用油脂清洗黏结的地方,同时在穿索之前,需提前考虑绞线下垂磨损和伸长长度,以保证两端伸长率、黏合力的一致性,但在实际的桥梁工程施工中,施工人员很难对其位置、长度进行精确把握,其要求钢绞线在穿插过程中,需在中部运行导向槽,通常情况下,还需利用单穿索,以保证钢绞线不会受到缠绕影响。
2.6空心板裂缝、收缩徐变问题
针对空心板的裂缝问题,若应用先张法,应重点把预应力分散开,以使其能进行均匀的张放,对此可使用千斤顶或砂箱法;但若使用的是后张法,就应结合实际,适当增加钢筋数量,以加大梁端混凝土尺寸,与此同时,还需强化对主梁板的控制,保障浇筑质量。另外在预应力施工过程中,由于桥面收缩徐变过大,可能会造成严重的预应力损失,进而严重影响工程整体质量。所以在施工过程中,不能利用过多的外加剂提升其和易性,应尽量利用水灰比较小、强度较高的混凝土,并利用高质量收缩、低徐变量,对桥梁工程质量加以控制。
3结语
一、工程概况:
西安市科技四路(丈八北路~西三环)桥涵工程桥梁工程上部结构为装配式预应力混凝土简支箱梁。箱梁预制斜长为39.918m、高度2m、中梁顶宽2.4m、边梁顶宽2.93m底宽1m。共计10片梁,每片梁各2×6束钢绞线。
预应力钢绞线采用符合GB/T5224-2003高强度低松弛钢绞线标准。单根钢绞线直径Φs=15.20mm、钢绞线面积A=139mm2、标准强度fpk=1860Mpa、弹性模量Ep=1.95×105Mpa。孔道压浆采用C50水泥浆,并掺膨胀剂、阻锈剂,膨胀率符合小于10%的规范要求。压浆采用真空辅助灌浆技术。
二、总体方案:
梁体浇筑混凝土强度达到90%以上,混凝土养护龄期冬季≥10天,其余季节≥7天。进行张拉预应力钢束,钢束张拉采用伸长值与张拉力双控。张拉完成后按规范要求及时压浆封锚。
三、.预应力张拉工艺及操作要点
1、预应力张拉工艺流程
图1 预应力张拉工艺流程图
2、预应力体系张拉:
预应力张拉采用穿心式千斤顶单束双端对称张拉、应力与伸长值双控法施工工艺,张拉操作。3.张拉前的准备工作
3.1、张拉机具及仪表选用及校验:
预应力机具及仪表(压力表精度应>1.5级)应由专人管理及使用,应定期维护和检验。(1)压力表应与张拉千斤顶配套使用。(2)预应力设备应建立台帐并定期检查。(3)千斤顶为穿心式,额定张拉吨位为张拉力的1.2-1.5倍。千斤顶在张拉前必须经过校正,校正系数不得大于1.05。标定应在经主管部门授权的法定计量技术机构进行。千斤顶在下列情况下应重新标定:
a.预应力机械长期不使用或使用期限超过6个月或200次; b.油表不回零,或严重漏油
c.主要部件损伤,拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新校正。d.延伸量出现系统性偏差 3.2.回归方程式
压力表和油泵经过标定后,根据试验报告上线性回归方程式,进行计算。双控以表的读数为主,伸长量检核
3.3人员准备:张拉作业人员必须具有预应力施工知识且施工经验丰富,经过培训掌握安全操作所需的知识和技能。特别注意安全技术防护措施,包括作业人员的人身安全,操作设备的安全及结构物本身的安全。确保操作正确,杜绝违规操作。
3.4设备准备:在进行张拉作业前,对千斤顶、油泵、压力表进行配套标定。
3.5安全措施的准备:必须在千斤顶前端2m处架设牢固可靠的挡板,挡板强度,尺寸要符合安全规定。操作人员必须在千斤顶侧边,挡板与千斤顶间严禁站人,防止夹片弹出伤人。施工现场必须有确保全体人员和设备安全的必要预防措施。
3.6预应力钢筋的张拉是保证预制梁质量的关键工序,浇筑砼标准养生7天且砼强度达到设计强度的90%以上时,方可进行张拉。强度的检验必须是同批次、同期、同养生条件混凝土试块的强度。
4、张拉工艺:(1)钢绞线
预应力钢绞线均采用抗拉强度标准值fpk=1860MPa,公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线。其力学性能指标符合《预应力混凝土用钢绞线》(GBTS5224-2003)规定,锚下张拉控制应力σcon=0.72(0.75fpk)=1339.2(1395)Mpa(边、中梁)。其中N1、N2、N3、N4号钢束为1395Kpa,N5、N6号钢束为1339.2Kpa.钢束采用两端对称张拉。(2)预应力张拉顺序
张拉顺序为N4、N2、N3、N5、N6、N1号钢束,(3)张拉控制
a.应力控制:预应力筋张拉控制应力应符合设计要求。在任何情况下不得超过设计规定最大张拉控制力。张拉到100%应力持续荷载2min时观察油表指针,荷载是否稳定,不能稳定时应查明原因,及时处理后才能继续作业。
b.伸长量控制:施加预应力采用张拉力与伸长量双控,当预应力钢束张拉到设计值时,实际伸长量与理论伸长量的误差控制在±6%以内。实际伸长量应扣除钢束的非弹性变形的影响 预应力钢绞线张拉时的控制应力应以张拉时的伸长值进行校核。在张拉过程中要注意梁体特别是顶腹板砼的变化,必要时,派专人进行观测。出现异常情况应立即停止张拉,并查明原因,以便采取正确措施进行处理。(4)张拉程序:
a.张拉程序按要求进行,其张拉程序为: 钢绞线采用:低松弛力筋:0→0.15σcon(荷载5分钟)→1.0σcon(持荷10min)→1.0(锚固)。b.理论伸长值计算:
本工程设计引申量为:N1、N2号钢束为13.9cm,N3、N4号钢束为13.8cm,N5号钢束为13.2cm、N6号钢束为13.3cm。c.实测伸长值:
在初始张拉力15%σcon状态下作出标记,钢绞线张拉20%σcon作为初应力,初应力伸长值采用理论推算伸长值,15%σcon~100%σcon的伸长值作为实测伸长值。(5)偏差处理:
预应力的张拉采用双控,即以张拉力控制为主,以钢束的实际伸长量进行校核,实测伸长值与理论伸长值的误差不得超过规范要求,否则应停止张拉,分析原因,在查明原因并加以调整后,方可继续张拉。
张拉完成以后,实际测量的伸长值与理论伸长值之差不应超过±6%,否则采取如下步骤予以调整。
a.对千斤顶以及与之配对使用的压力表进行重新校准。
b.对钢绞线作弹性模量检验(注意:在每批次钢绞线到场后,所用部位的理论伸长量,需经过该批次新材料的弹性模量值重新计算理论伸长量)。c.放松预应力钢铰线重新进行张拉。
d.预应力钢铰线用润滑剂以减少摩擦损失。
(6)张拉后的多余钢绞线用砂轮切割机切除,外露3~4cm,严禁用电焊焊割或乙炔气割。
5、预应力施工注意事项
(1)施加预应力前,对砼构件进行检验,外观尺寸符合质量标准要求;张拉时强度不低于设计规定,设计未规定时,不低于设计标号的90%。
(2)穿束前检查锚垫板和孔道,锚垫板位置正确,孔道内畅通、无水分和杂物。浇筑砼前穿束的孔道,在可能条件下,在管道安装后、浇筑砼前检查预应力钢材是否能在管道内自由滑动。
(3)预应力钢材可分批、分段对称张拉,其张拉顺序符合设计规定。(4)预应力钢材在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。
(5)所有张拉设备、仪表设专人领取、保管,不准挪作它用。
(6)预应力张拉工序属关键工序,也属重要隐蔽工程,除施工人员自检、互检外,专职检查部门对其张拉程序、张拉顺序、张拉力值、静停、伸长值、断丝滑丝等进行监督性的旁站检查。
(7)每孔箱梁张拉时,必须有专人负责及时填写张拉记录。
(8)张拉完毕后,预应力记录须经主管技术员或质检工程师签字认可。
四、压浆
1、施工工艺
真空灌浆是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术,其原理是在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空,使之产生-0.06~-0.1MPa左右的真空度,然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入,直至充满整条孔道,并加以0.5~0.6MPa的正压力,以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。其施工工艺如下图所示。图2 真空灌浆施工工艺图
(1)张拉施工完成后,切除外露的钢绞线,进行封锚。封锚时必须将锚下垫板及夹片、外露钢绞线全部包裹。
(2)清理锚下垫板上的灌浆孔,保证灌浆通道畅通。
(3)确定抽真空端和灌浆端,安装引出管、球阀和接头,并检查其功能。
(4)搅拌水泥浆使其水灰比、流动度、泌水性达到技术要求指标。水泥为强度等级不低于52.5级低碱普通硅酸盐水泥,并添加膨胀剂和阻锈剂,水胶比不超过0.34,不得泌水,流动度不应大于25s,30min后不应大于35s。初凝时间大于3小时,终凝小于24小时,压浆时浆体温度不超过35℃。浆体对钢绞线无腐蚀作用。
(5)启动真空泵抽真空,使真空度达到-0.06~-0.1Mpa并保持稳定。
(6)启动灌浆泵,当灌浆泵输出的浆体达到要求的稠度时,将泵上的输送管阀门打开,开始灌浆。
(7)灌浆过程中,真空泵保持连续工作。
(8)待真空泵端的空气滤清器中有浆体经过时,关闭空气滤清器前端的阀门,稍后打开排气阀,当水泥浆从排气阀顺畅流出,且稠度与灌入的浆体相当时关闭抽真空端所有的阀门。(9)灌浆泵继续工作,压力达到0.5~0.6Mpa,持压2分钟。(10)关闭灌浆及灌浆端所有阀门,完成灌浆。
(11)拆卸外接管路、附件,清洗空气滤清器及阀等。
(12)完成当日灌浆后,必须将所有粘有水泥浆的设备清洗干净。
(13)安装在压浆端及出浆端的球阀,应在灌浆后一小时内拆除、清洗。
2、真空灌浆注意事项:
(1)孔道密封检查:将灌浆阀、排气阀全部关闭,打开真空阀,启动真空泵抽真空,观察真空压力表读数,当管内真空度维持在-0.08Mpa左右时停泵约1min时间,若压力保持不变即可认为孔道能达到并维持真空,否则重新检查密封。
(2)水泥浆搅拌:搅拌好的水泥浆要做到基本卸尽,在全部灰浆卸出之前不得 投入未拌和的材料,更不能采取边出料边进料的方法,严格控制浆体配比。(3)严格控制用水量,否则易造成管道顶端空隙。
(4)对未及时使用而降低了流动性浆体,严禁采用加水的办法来增加灰浆的流动性,配制时间过长的浆体不应再使用。(5)水泥浆出料后应尽量马上泵送,否则应不停搅拌防止离析。
(6)灌浆完成后,应及时拆卸、清洗管、阀、空气滤清器、灌浆泵、搅拌机等 所有沾有水泥浆的设备和附件。(7)每条孔道一次灌注要连续完成,灌注完一条孔道换其它孔道时间内,继续启动灌浆泵,让浆体循环流动。
五、封锚
压浆完成后要进行清洗,清洗凿毛梁端砼,设置封锚端钢筋并浇筑砼。封锚砼的强度采用同强度等级值的砼。严格控制封锚后的梁体长度;长期外露锚具应有防锈措施。
六、质量保证措施
(1)严格按设计图纸和现行施工验收规范组织施工,具体操作严格按批准后的施工方案和预应力施工工法进行。
(2)认真做好自检,互检等检验工作,并及时进行隐蔽工程验收,未经验收不得进行下一道工序的施工。建立自检体系,检验由项目总工、质检部长、试验室和施工队队长、技术员及工班长,层层落实,责任下放到每个工人。
(3)张拉施工前,应认真复核图纸与施工情况,在现场同条件养护的混凝土试块的试压强度达到设计允许的张拉强度后,方可进行张拉。(4)所有张拉人员施工前要经过培训,持证上岗。
(5)严格按图纸要求进行施工。发现问题应及时上报有关单位,经有关部门核定后继续施工。
(6)预应力筋张拉前,不得拆除承重模。(7)张拉前应对待张拉梁的外观作必要的检查,确认混凝土浇捣质量合格,无蜂窝,空洞、(8)未发现异常裂缝等后方可进行张拉;如有异常,应及时通知有关单位,查明原因,必要时调整张拉方案,经批准后再进行张拉。
(9)钢绞线存放在钢筋加工雨棚中,并加盖棚布,防锈。
七、安全、环保施工措施
(1)严格执行安全操作规程进行施工,施工前要预先进行交底,应对张拉操作人员进行安全教育。
(2)锚具、夹具应设专人妥善保管,避免锈蚀、玷污、遭受机械损伤或散失。施工时在终张拉完成后对锚具进行防锈处理。(3)张拉设备使用前,应对高压油泵、千斤顶进行空载试运行,无异常情况方可正式使用。高压油管使用前应作耐压试验,不合格的不能使用。
(4)张拉时,箱梁两端不准站人,操作人员站在侧面,两端设置防护栏高压油泵放在箱梁端部左右侧。参加张拉人员穿戴好劳动防护用品,特别要戴好防护眼镜,以防高压油泵破裂喷油伤眼睛。操作人员站立位置安全,有回旋余地,高处作业设置平台防护栏。(5)张拉时千斤顶后方不得站人,不得在有压力的情况下旋转张拉工具的螺丝或油管接头。张拉过程中,千斤顶两侧需设防护网,千斤顶后设置安全防护板,千斤顶后严禁站人,测量伸长值的人员,须待油泵停机后,站在千斤顶侧面工作。量测力筋伸长值及拧紧螺母时,必须停止开关千斤顶。钢绞线断滑丝处理时,两端都装上千斤顶。
(6)张拉过程中,两端油泵司机统一指挥送油或回油,千斤顶正后方不准站人,油管不准踩踏攀扶。工作完毕打开油阀,切断电源,非油泵司机禁止操作油泵,千斤顶不得超过设计最大拉力和最大行程。
(7)张拉油泵操作者在操作时专心专意,不准与外人交谈,更不准油泵司机开动油泵后去干其它工作。
(8)张拉作业时,不得敲击及碰撞张拉设备,油压表妥善保护,避免受震。高压油管防弯折,防踏压,油管接头处加防护套,防止喷油伤人,不得载压检查油路。张拉时如遇临时停电,立即拉闸断电,以防突然来电发生危险。
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